计算机科学 > 硬件架构
[提交于 2025年7月7日
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标题: ViPSN 2.0:一种可重构的无电池物联网平台用于振动能量收集
标题: ViPSN 2.0: A Reconfigurable Battery-free IoT Platform for Vibration Energy Harvesting
摘要: 振动能量收集是为无电池物联网系统供电的有前途的解决方案;然而,环境振动的不稳定性带来了重大挑战,例如收集的能量有限、间歇性电源供应以及对各种应用的适应性差。 为了解决这些挑战,本文提出了ViPSN 2.0,这是一个模块化和可重新配置的物联网平台,支持多种振动能量收集器(压电式、电磁式和摩擦电式),并通过标准化的热插拔接口适应具有不同应用需求的传感任务。 ViPSN 2.0结合了一个针对各种应用需求量身定制的能量指示电源管理框架,包括轻负载离散采样、重负载高功率传感和复杂负载流任务,从而有效管理波动的能量可用性。 该平台的多功能性和鲁棒性通过三个代表性应用得到验证:ViPSN-Beacon,实现从单次瞬时手指按压中进行超低功耗无线信标传输;ViPSN-LoRa,在实际海洋环境中通过波浪振动为高功率、远距离无线通信提供支持;以及ViPSN-Cam,实现间歇性图像捕捉和无线传输。 实验结果表明,ViPSN 2.0在能量受限条件下能够可靠地满足实际无电池物联网部署中的广泛需求。
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